更新時間：2024-06-24
高級型過程控制綜合實驗裝置可滿足自動調節原理，過程控制，控制儀表，自動檢測技術與傳感器,計算機"及相關課程的教學實驗需求
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一、高級型過程控制綜合實驗裝置概述
過程控制綜合實驗裝置（Process Control System，簡稱PCS），是模仿現代工業生產過程中常見的物理量，諸如溫度、壓力、流量、液位等參數，對其進行測量、控制，分析過程參數變化特性，研究過程控制規律(如PID控制)的教學實驗設備，過程控制綜合實驗裝置選用智能化的工業用儀器儀表，接近工業實際。
二、高級型過程控制綜合實驗裝置功能：
（1）可滿足“自動調節原理"，“過程控制"，“控制儀表"，“自動檢測技術與傳感器",“計算機"及相關課程的教學實驗需求；
（2）可作為有關企業技術人員、儀表操作人員、系統運行監控人員的實習、培訓實驗設備。
三、設備特點：
（1）分體式設計，模塊化組裝式結構，可以根據不同的需要選擇、PLC控制，儀表控制,DDC控制組成不同的控制系統。含有常規水箱檢測控制裝置、鍋爐加熱裝置。設備可以實現多臺電腦控制系統，進行遠程網絡控制.
（2）三水箱配置；雙路供水系統。
（3）實驗柜敞開設計，內部器件全部可視，有利直觀教學和維護。
（4）人性化設計，配有儲水箱，進排水自控裝置，減輕實驗人員勞動強度。為實驗文明操作提供條件。
（5）裝置的儀表、部件均選用現代化技術工業級產品，智能化程度高。精度好，規格多樣。有利直觀教學和拓寬學生工業現場知識。為以后走上社會打好結實基礎。
（6）安全度高，系統配有漏電保護，帶保護套的專用實驗電源連線，及溫控箱防止無水加溫自動控制等，力求保護人身、設備安全。
（7）開放度好，在教師指導下，學生可觀察、可自己動手參與操作、可自行編程進行驗證、可根據記錄的實時曲線進行理論分析等。
（8）鍋爐加熱程控保護系統
A、加熱電路加有保險管進行過載保護；
B、鍋爐加熱內膽加由水位液位保護裝置，水位不達到一定的高度，控制系統不能控制可控硅調壓器工作。
（9）電源保護措施
A、加有電流型漏電保護器，防止設備漏電短路造成的設備及人身傷害。
B、各控制電路加有保險管，有效保護器件因過載造成損壞。
（10）電源啟停控制方式；采用啟停按鈕控制接觸器來控制電源的啟停。
（11）漏電保護裝置及安全性和安全承諾；
A、各種電源及各種儀表的可靠的保護功能
B、各種電源及各種儀表的強電采用開關控制，學生不自行接線，不存在強弱電混插的問題。
C、實驗強電接線插頭采用封閉式結構，防止觸電事故的發生。
四、技術參數與要求:
1、供電電源：單相交流電源：220VAC±10%、50Hz±5%、16A，系統必需接地良好。
2、實驗室應有水源和進排水口。進排水口與設備間距離一般要求小于10米
3、系統儀表的輸入、輸出信號符合IEC標準：
（1）變送器電流源信號：4-20mADC。
（2）儀表采樣：1-5V（250Ω）/0.2-1V（50Ω）
4、系統提供直流線性穩壓電源（朝陽電源產品） 24VDC/1A。
5、上位計算機組態軟件：
應用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控組態軟件進行開發的實驗系統。運行環境要求，參見MCGS用戶指南。可以組成網絡,一臺老師機可以控制十幾臺學生機,實現數據共享。
6、外形尺寸（組合后）：2200mmX1900mmX700mm。
7、重量：實驗柜，約重200Kg；實驗臺+實驗架，約重250Kg
五、系統配置：
執行機構 | ||||
名稱 | 單位 | 數量 | 備注 | 特點 |
HONEYWELL智能電動調節閥 | 只 | 1 | 等百分比特性內置侍服放大器,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大.工作電壓 24VAC，輸入電流4-20mADC(美國) | 等百分比特性內置侍服放大器,稀土永磁同步電機,體積小,力矩大,比普通的電動閥貴 |
磁力泵 | 臺 | 1 | 無泄漏，低噪音，二相220VAC，90W | 聲音比較小,有利于實驗室保持安靜,工作的穩定性非常好 |
磁力泵 | 臺 | 1 | 無泄漏，低噪音，二相220VAC，250W。 | |
變頻器 | 只 | 1 | 輸入電源：220VAC，50Hz；輸出：三相220VAC0.4Kw； | |
溫控調壓模塊+散熱器 | 套 | 1 | 全隔離單相交流可控硅調壓模塊；控制信號：4-20mADC。 | 自行設計性能可靠安全 |
加熱環 | 只 | 1 | 功率：1800W，220VAC。 | |
傳感變送器 | ||||
擴散硅壓力（液位）變送器 | 只 | 3 | 選用美國NovaSensor的擴散硅隔離探頭。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 | 不銹鋼隔離膜片,適用范圍廣,高精度,高溫定性,高可靠性,結構精巧安裝方便,零點漂移小,它的價格是普通的傳感器的兩倍 |
壓力變送器 | 只 | 1 | 選用美國NovaSensor的擴散硅隔離探頭。0.5級精度；輸出信號：選4-20mADC（二線制）；接頭及外殼材料：不銹鋼（1Cri18Ni9Ti）。 | |
Pt100溫度傳感器及溫度變送器 | 套 | 5 | 溫度變送器：0.5級精度，0-100℃。 | |
渦輪流量計及流量變送器 | 套 | 2 | （1）量程：選0-800L/h；（2）輸出信號：4-20mADC；（3）精度：0.2級。 | 結構小巧精致,安裝方便,精度高 |
控制單元 | ||||
PLC | 塊 | 1 | S7-200 SMART | |
DDC | 臺 | 1 | 8路模擬量輸入, 4路模擬量輸出 | 方便學生掌握編程的技巧 免費贈送 |
智能儀表 | 只 | 3 | 變送器電流源信號：4-20mADC。 | 宇光 |
軟件系統 | ||||
MCGS組態軟件（200點） | 只 | 1 | 破解版 | |
DDC系統實驗軟件 | 套 | 1 | ||
儀表系統實驗軟件 | 套 | 1 | 計算機控制和儀表控制 | 能夠實現兩種控制方式 |
PLC系統實驗軟件 | 套 | 1 | ||
WINCC5.1系統組態軟件 | 套 | 多變量控制實驗-PLC實驗指導書 | ||
其它設備 | ||||
實驗用淡藍色透明有機玻璃水箱 | 只 | 3 | 三個圓型有機玻璃水箱 | |
不銹鋼溫控實驗箱 | 只 | 1 | 由加熱箱、冷卻箱、溢流箱、加熱環、Pt100、溫度變送器組成，加熱箱內無水斷電保護裝置，也防止溫度干燒。 | |
不銹鋼儲水箱 | 只 | 1 | 內有結構設計和不銹鋼過濾網，拆洗方便 | |
儲水箱自動進、排水裝置 | 套 | 1 | 自動進排水減輕實驗老師工作 | |
接觸器 | 只 | 4 | 施耐德（德國） | |
繼電器 | 只 | 4 | 歐姆龍（日本） | |
電磁閥 | 只 | 4 | 三力信（國產） | |
液面探頭 | 只 | 2 | 自制 | |
配有24v直流穩壓電源 | 只 | 2 | 朝陽電源 | |
全部不銹鋼管及配件，增加設備的使用壽命。 | 套 | 1 | 外加工 | |
實驗柜 | 臺 | 1 | 2000mm（高）×1200mm（長）×700mm（寬）；采用全開放式設計，美觀大方，操作維護方便 | |
實驗臺及實驗架 | 套 | 1 | 外加工2000mm（高）×1200mm（長）×700mm（寬） | |
聲光報警系統 | 套 | 1 | 可用于液位、溫度、壓力、流量等上下限值報警 | |
鍋爐保護系統 | 套 | 1 | 鍋爐加熱防干燒系統 | |
五、實驗目錄：
儀表控制實驗內容
特性實驗
1、水箱單容特性實驗
2、水箱雙容特性實驗
3、上下水箱雙容特性實驗
4、電動閥流量特性實驗
5、變頻器流量特性實驗
6、溫度特性實驗
7、壓力特性實驗
單回路控制實驗
1、液位位式控制(同時能發出報警)
2、電動調節閥支路單容液位控制實驗
3、變頻器支路單容液位控制實驗
4、上水箱雙容液位控制實驗
5、上下水箱雙容液位控制實驗
6、三容液位控制實驗
7、電動調節閥支路流量控制實驗
8、變頻器支路流量控制實驗
9、鍋爐內膽溫度控制實驗
9、鍋爐內膽溫度位式控制
串級控制實驗
1、雙容串級控制實驗
2、上水箱液位與電動閥支路流量串級控制實驗
3、上水箱液位與變頻器支路流量串級控制實驗
4、三閉環三容液位串級控制實驗
5、溫度溫度流量串級控制實驗
6、溫度流量串級控制實驗
7、溫度與溫度的串級控制實驗
比值控制實驗
1、單閉環比值流量控制實驗
2、隨動流量比值控制實驗
前饋反饋控制實驗
1、下水箱液位流量前饋反饋控制實驗
2、鍋爐內膽溫度流量前饋反饋控制實驗
解耦控制實驗
1、液位溫度解耦控制實驗
2、溫度內膽和夾套溫度解耦控制
滯后控制實驗
1、Smith預估控制實驗
DDC控制實驗內容
特性實驗
1、水箱單容特性實驗
2、水箱雙容特性實驗
3、上下水箱雙容特性實驗
4、電動閥流量特性實驗
5、變頻器流量特性實驗
6、溫度特性實驗
7、壓力特性實驗
單回路控制實驗
1、電動調節閥支路單容液位控制實驗
2、變頻器支路單容液位控制實驗
3、上水箱雙容液位控制實驗
4、上下水箱雙容液位控制實驗
5、三容液位控制實驗
6、電動調節閥支路流量控制實驗
7、變頻器支路流量控制實驗
8、鍋爐內膽溫度控制實驗
9、鍋爐內膽溫度位式控制
串級控制實驗
1、上水箱雙容串級控制實驗
2、上水箱液位與電動閥支路流量串級控制實驗
3、上水箱液位與變頻器支路流量串級控制實驗
4、三閉環三容液位串級控制實驗
5、溫度串級實驗
6、溫度流量串級控制實驗
7、溫度與溫度的串級控制實驗
比值控制實驗
1、單閉環比值流量控制實驗
2、隨動流量比值控制實驗
前饋反饋控制實驗
1、下水箱液位流量前饋反饋控制實驗
2、鍋爐內膽溫度流量前饋反饋控制實驗
解耦控制實驗
1、液位溫度解耦控制實驗
2、上水箱雙容液位解耦控制實驗
滯后控制實驗
1、Smith預估控制實驗
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